淺談PVC聚合單體投料工藝的優化改造

（天辰化工有限公司，石河子市，832000） 馬致昌 吉建紅

天辰化工有限公司（以下簡稱天辰化工）是年產45萬噸PVC樹脂的企業，工藝是采用懸浮法生產PVC樹脂，聚合工藝是所用單體從球罐送到聚合投料儲槽暫時儲存后，再由聚合的投料泵，送入聚合釜內反應。通過幾年的使用發現目前聚合單體槽和投料管線自聚比較嚴重，每隔一段時間需要對單體槽和單體管線進行停車清理。這不僅影響了聚合的正常投料操作，而且加大了現場人員的勞動強度。天辰化工對聚合送料工藝進行了改造，此項目在2016年6月9日改造完成，投入系統，通過近1個月的運行，不但減少了管道的投料長度，去掉了聚合的投料儲槽而且減少了單體含水，保證了聚合投料的正常生產。

1 生產中存在的問題

聚合投料單體由回收單體和新鮮單體兩部分構成，二者按1:4比例添加。其中，新鮮單體由氯乙烯球罐經單體輸送泵送至聚合新鮮單體儲槽提供。回收單體由聚合生產過程中聚合、汽提工段回收的氣態單體，經壓縮冷凝成液態單體送往合成單體精致系統二次精餾返回聚合回收單體儲槽提供。

單體含水偏高，固堿干燥器之前單體含水在1 300ug/g左右，經固堿干燥器干燥后含水在800ug/g左右。單體含水偏高，容易造成單體儲槽以及單體管線自聚，自聚物易堵塞管線及閥門，造成物料輸送流量偏低，輸送困難，輸送所需時間漸長，聚合投料輔助時間延長，單體質量偏低，檢修置換清理難度加大，對樹脂質量造成一定的影響。

聚合投料新鮮單體儲槽僅做暫時儲存，介于球罐和聚合釜之間的過渡環節，單體在儲槽內停留、靜置時間較短，單體含水不易排出。

球罐內單體為當班生產的單體，一邊生產一邊送往聚合投料，單體在球罐內停留、靜置時間較短，單體含水不易排出。

2 目前生產的工藝流程

經過精餾系統精制的新鮮精單體經過單體泵輸送至聚合球罐，球罐內的單體根據液位由球罐的單體泵經過加壓后經過固堿干燥器的干燥脫水，然后經過過濾器送至聚合單體儲槽，然后按照配比送入聚合釜反應。（見圖1）

圖1 新鮮單體投料流程

聚合釜反應回收的回收單體進過冷凝回收系統，回收后的單體儲存在回收單體槽，并用泵送至單體精致系統處理，處理后的單體送回聚合回收儲罐，并按照一定的配比重新投入聚合釜反應。（見圖2）

圖2 回收單體投料流程

3 改造方案

整合合成球罐至聚合的單體送料泵、聚合粗單體泵以及聚合單體泵。用聚合單體泵替換球罐至聚合的單體送料泵，用球罐至聚合的單體送料泵替換聚合至單體精致系統的粗單體泵。

通過整合單體泵，變更工藝，可省去一、二期聚合兩個新鮮單體儲槽，兩個回收單體儲槽，減少了聚合單體槽中間過渡環節，實現工藝等資源優化配置，節省人力，提高勞動生產率。

球罐單體充足時，合成球罐交替使用，本班生產使用上一個班產的單體。將當班產的新鮮單體儲存在其中一個球罐靜置一個班下班使用，便于其充分靜置方便排水，降低單體含水，提高單體質量。（見圖3）

圖3 改造后投料流程框圖

4 具體實施方案

4.1 設備改造

用聚合投料單體泵替換合成球罐給聚合送料單體泵，同時將合成球罐給聚合送料單體泵出口過濾器更換為相匹配的過濾器，去掉現有聚合單體儲槽進口的過濾器和現有投料泵出口的過濾器。聚合投料所需的單體直接由合成球罐經單體送料泵輸送至聚合釜，該單體送料泵作為聚合釜單體加料泵。

表1 改造設備更換情況表

4.2 具體操作注意事項

正常生產時，聚合回收單體由粗單體泵送往單體精致系統。當聚合回收單體送料管線異常時，可將聚合回收單體送料管線與原單體精致系統精單體送料管線之間連接旁通，實現兩路切換使用。（當單體精致系統故障檢修時，聚合回收單體經過精致系統固堿干燥器脫水后，直接走短路去3#球罐。此時回收單體是由聚合粗單體泵送往球罐，而聚合粗單體泵流量、揚程偏小。所以將球罐給聚合送料拆除單體泵替換聚合聚合單體精致送料泵粗單體泵）

單體球罐A為備用回收球罐，B/C為聚合供料球罐，為保證泵壓的穩定以及送料時球罐不至于被打空，各球罐單體液位大于100m3方可給聚合供料。當需切換球罐時有聚合人員查看記錄并確定是否切換。

為了保證送料泵遠傳啟動時不出現異常情況，在現場增加監控設施，各球罐液位、泵出口壓力遠傳，中控崗位均可監視。

當因生產需要投用備用球罐回收單體時，只需在聚合配方表中更改回收單體投入量，聚合控制程序將自動啟動更改配方。

5 改造后的效果及效益

該項目改造完成后自開車至今單體各項指標均為正常，未對樹脂產品質量造成任何的影響。

通過改造減少了中間控制環節的兩個單體罐和部分送料管線，在改造后的工藝管線中新增加了一趟備用管線，可以保證在現有系統出現自聚或其他異常情況時不用停車，保證了聚合系統的正常投料生產，提高勞動生產率節約成本。

改造后省去了合成送料至聚合單體槽的環節，直接由球罐單體泵送入聚合釜中，即在生產過程中省去兩臺44KW的單體泵，平均每投一釜料按18min運轉時間計算：18/60(h）×44kw×23釜×2×333天×0.38元/（kw/h）=76 835元。

在技改后將原有工藝中的12臺（聚合分一二期各有6臺）單體過濾器減少至現有4臺過濾器，其中合成送料過濾器4臺平均每月切換1次，聚合入槽過濾器4臺平均每月更換1次，即：37.6（元/根）×54根×2次+30.5（元/根）×54根×2次）×12月=88 248元。改造后聚合干燥減少了4個（一二期各兩個）重大危險源儲罐，為廠區安全生產減少隱患。

6 結語

PVC生產聚合單體投料的工藝目前都是比較成熟的工藝，如何根據自身的特點以及生產中存在的問題，對投料工藝進行更優化的技改是每個企業必須考慮的問題。